ファミリ用 C コンパイラパッケージ(CC-RL) - …アプリケーションノート R20AN0529JJ0100 Rev.1.0 Page 1 of 69 2018.11.26 RL78 ファミリ用C コンパイラパッケージ(CC-RL)

アプリケーションノート

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RL78 ファミリ用 C コンパイラパッケージ(CC-RL) アプリケーションガイドプログラミング・テクニック編

要旨

コードサイズ・実行速度・ROM サイズに効果的なプログラミング方法を説明します。

動作確認リビジョン

RL78 ファミリ CC-RL V1.07.00

目次

1. はじめに ........................................................................................................................... 3

2. オプション ....................................................................................................................... 4 2.1 コンパイル・オプション ............................................................................................................... 4

2.1.1 -memory_model ...................................................................................................................... 62.1.2 -far_rom ................................................................................................................................... 72.1.3 -O<level> ................................................................................................................................. 82.1.4 -Ounroll ................................................................................................................................. 102.1.5 -Odelete_static_func ............................................................................................................. 112.1.6 -Oinline_level ........................................................................................................................ 122.1.7 -Oinline_size ......................................................................................................................... 142.1.8 -Opipeline【V1.03 以降】 .................................................................................................... 152.1.9 -Otail_call .............................................................................................................................. 162.1.10 -Omerge_files ........................................................................................................................ 17 2.1.11 -Ointermodule ....................................................................................................................... 18 2.1.12 -Owhole_program ................................................................................................................. 19 2.1.13 -Oalias ................................................................................................................................... 20 2.1.14 -Osame_code【V1.02 以降】 .............................................................................................. 21 2.1.15 -dbl_size ................................................................................................................................ 22 2.1.16 -signed_char ......................................................................................................................... 23 2.1.17 -signed_bitfield ...................................................................................................................... 24 2.1.18 -switch ................................................................................................................................... 25 2.1.19 -merge_string ........................................................................................................................ 27 2.1.20 -pack ..................................................................................................................................... 28 2.1.21 -stack_protector/-stack_protector_all【Professional 版のみ】【V1.02 以降】 .................. 30 2.1.22 -control_flow_integrity【Professional 版のみ】【V1.06 以降】 ......................................... 32 2.1.23 -unaligned_pointer_for_ca78k0r【V1.06 以降】 ................................................................. 33

2.2 アセンブル・オプション ............................................................................................................. 34 2.3 リンク・オプション .................................................................................................................... 35

2.3.1 -optimize=symbol_delete ...................................................................................................... 36 2.3.2 -optimize=branch .................................................................................................................. 37

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RL78 ファミリ用 C コンパイラパッケージ(CC-RL) プログラミング・テクニック編

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3. 拡張言語 ......................................................................................................................... 38 3.1 予約語 .......................................................................................................................................... 38

3.1.1 __saddr ................................................................................................................................. 39 3.1.2 __callt .................................................................................................................................... 40 3.1.3 __near/__far .......................................................................................................................... 41

3.2 #pragma 指令 .............................................................................................................................. 42 3.2.1 #pragma interrupt/interrupt_brk ............................................................................................ 43

4. 変数／関数情報ファイルの利用 ..................................................................................... 44

5. コーディングテクニック ................................................................................................ 46 5.1 変数と const 型............................................................................................................................ 47 5.2 局所変数と大域変数 .................................................................................................................... 48 5.3 ビットフィールドの割り付け ..................................................................................................... 49 5.4 関数のインタフェース ................................................................................................................ 50 5.5 ループ回数の削減 ....................................................................................................................... 51 5.6 テーブルの活用 ........................................................................................................................... 52 5.7 分岐 ............................................................................................................................................. 53 5.8 インライン展開 ........................................................................................................................... 54 5.9 条件分岐先の同一文は分岐前に移動する ................................................................................... 56 5.10 複雑な if 文を論理的に等しいものに置き換える ........................................................................ 58 5.11 変数の型 ...................................................................................................................................... 59 5.12 switch 文の共通な case の処理をまとめる ................................................................................. 62 5.13 for ループを do while ループに置き換える ................................................................................. 64 5.14 2 のべき乗の除算はシフト演算に置き換える ............................................................................. 66 5.15 2 ビット以上のビットフィールドは char 型に変更する ............................................................. 67 5.16 構造体のアライメント ................................................................................................................ 68


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1. はじめにコードサイズ・実行速度・ROM サイズに効果的なプログラミング方法として、以下の 3 つの項目に分け

てそれぞれ説明します。

オプション

拡張言語

コーディングテクニック

本アプリケーションノート記載の測定結果、アセンブリ言語展開コードは CC-RL V1.07 を用いて取得し

ています。-cpu オプションの指定値は –cpu=S3 です。

なお、これらのプログラミング方法の効果は前後に存在するプログラムや、今後のコンパイラ改善などに

より変わる可能性があります。


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2. オプション CC-RL のオプション指定によるコードサイズ・ROM サイズ・実行速度への影響を示します。なお、効果

の程度はソースプログラムの内容によって異なります。

2.1 コンパイル・オプション ○…改善する ×…劣化する △…改善することもあれば劣化することもある ―…変化しない

( )…デフォルト設定

オプションコードサイズ

ROM サイズ

クロック数

備考

-memory_model △ △ △ -far_rom × × × -Onothing × － ×

-Osize ○ － △ コードサイズを優先して最適化を

実施します。反面、実行速度は劣

化する場合があります。

-Ospeed △ － ○ 実行速度を優先して最適化を実施

します。反面、コードサイズは劣

化する場合があります。 -Ounroll × － ○ 効果はパラメータに依存します。 -Odelete_static_func (○) －－ -Oinline_level × － ○ 効果はパラメータに依存します。 -Oinline_size × － ○ 効果はパラメータに依存します。 -Opipeline【V1.03 以降】－－ (○) -Otail_call (○) － (○) -Omerge_files ○ － ○ -Ointermodule ○ － ○ -Owhole_program ○ － ○ -Oalias ○ － ○ -Osame_code【V1.02 以降】 ○ － ×

-goptimize ○ ○ －

本オプションを指定したファイル

は、リンク時のモジュール間最適

化の対象になります。リンク時の最適化については 2.3リンク・オプションを参照くださ

い。 -dbl_size=8 × × × -signed_char × － × -signed_bitfield × － × -switch △ △ △ -merge_string － ○ － -pack × ○ × -stack_protector/ -stack_protector_all 【Professional 版のみ】【V1.02 以降】

× － ×

関数の入口・出口にスタック破壊

検出コードを生成します。検出

コードの分、コードサイズと実行

速度は劣化します。 -control_flow_integrity 【Professional 版のみ】【V1.06 以降】

× × × 呼び出し先関数のチェックコード

を生成します。チェック用にコー

ドとデータを生成するため、コー


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ドサイズと実行速度、ROM サイ

ズは劣化します。

-unaligned_pointer_for_ca78k0r【V1.06 以降】

× － ×


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2.1.1 -memory_model コンパイル時のメモリ・モデルの種類を指定します。

-memory_model=small の場合：変数、関数共にデフォルトを near とします。

-memory_model=medium の場合：変数のデフォルトを near、関数のデフォルトを far とします。

far 領域の方が大きい領域を扱えますが、関数呼び出しのサイズが大きくなります。尚、オプション省略

時は-cpu オプションの設定により以下の通りとなります。

・-cpu=S1 の場合：-memory_model=small

・-cpu=S2/S3 の場合：-memory_model=medium

C ソース

int val; #pragma noinline func1 void func1() { ++val; } #pragma noinline func2 void (*func2(void)) () { return func1; } void main(void) { func2()(); }

-memory_model=small -memory_model=medium コードサイズ[バイト] 18 20 クロック数[クロック] 30 32


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2.1.2 -far_rom ROM データのデフォルトの near/far 属性を far にします。 far 領域の方が大きい領域を扱えますが、デー

タアクセスのコードサイズが増加します。尚、オプション省略時のデフォルトの near/far 属性は、-memory_model オプションに従います。

C ソース

char* ptr; const char* c_ptr; void func() { *ptr = *c_ptr;}

オプション指定オプション未指定

コードサイズ[バイト] 15 9 クロック数[クロック] 19 13

注意：本オプションを指定した場合、ポインタの指す先が const データであるか否かによってポインタのサ

イズが異なり、C90 および C99 規約に違反することになります。

// -far_romを使用 char* ptr; // ポインタ・サイズは 2バイト。

// __nearの charを指すポインタ。

const char* c_ptr; // ポインタ・サイズは 4バイト。 // __farの const charを指すポインタ。


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2.1.3 -O<level> 最適化のレベルを<default/size/speed/nothing>から指定します。オプション省略時は-Odefault となります。

default：デフォルト。オブジェクト・サイズと実行速度の両方に効果のある最適化を行います。

size：オブジェクト・サイズ優先の最適化。ROM/RAM 容量の削減を重視して、一般的なプログラムに対

して有効な最大限の最適化を行います。

speed：実行速度優先の最適化。実行速度の向上を重視して、一般的なプログラムに対して有効な最大限の

最適化を行います。

nothing：デバッグ優先の最適化。デバッグのしやすさを重視し、デフォルトで実行する最適化を含むすべ

ての最適化を抑止します。

最適化レベルの選択により、以下の最適化項目のデフォルト値が変化します。

最適化レベル指定による最適化は、下記の最適化項目と 1 対 1 に対応しているわけではありません。例え

ば、-Odefault を指定して、各最適化項目を-Osize 指定時と同じ値に合わせたとしても、-Osize と同等の最適

化を実施するわけではありません。

最適化項目（item）最適化レベル（level）

-Odefault -Osize -Ospeed -Onothing -Ounroll 1 1 2 1 -Odelete_static_func on on on off -Oinline_level 3 3 2 - -Oinline_size 0 0 100 - -Otail_call on on on off -Opipeline on on on off -Osame_code off on off off


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C ソース

long a; void main(void) { unsigned long i = 0; unsigned long j = 0; for (i = 0; i < 5; ++i) { for (j = 0; j < 5; ++j) { a += (i + j); a *= (i + j); } } for (i = 0; i < 5; ++i) { for (j = 0; j < 5; ++j) { a += (i + j); a *= (i + j); } } }

-Odefault -Osize -Ospeed -Onothing コードサイズ[バイト] 309 279 688 345 クロック数[クロック] 4261 5701 2944 4061


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2.1.4 -Ounroll ループ展開を制御するオプションです。

パラメータに指定された倍数を最大としたループ展開を行います。パラメータが 0 の場合と、パラメータ

が 1 の場合の動作は同じです。尚、-Onothing を指定した場合、本オプションは無視されます。

ループ展開を行うと、コードサイズは増大しますが、実行速度は向上します。

C ソース

int val; void main(void) { unsigned int i, j, k, l; for (i = 1; i < 7; ++i) { for (j = 1; j < 6; ++j) { for (k = 1; k < 5; ++k) { for (l = 1; l < 4; ++l) { val += (i + j + k); val *= (i + j + k); } } } val += (i * 10); } }

-Ounroll=1 -Ounroll=2 -Ounroll=4294967295 コードサイズ[バイト] 152 214 309 クロック数[クロック] 11154 8670 7968

※-Ounroll=4294967295 はパラメータの最大値です


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2.1.5 -Odelete_static_func 未使用の static 関数を削除するか否かを制御するオプションです。

-Odelete_static_func=on と指定した場合、最適化が有効となり、-Odelete_static_func=off と指定した場合は

無効となります。

未使用の static 関数が削除された場合、コードサイズが減少します。

C ソース

int val; static int func() { return 100; } void main(void) { val += func(); }

-Odelete_static_func=on -Odelete_static_func=off コードサイズ[バイト] 10 14


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2.1.6 -Oinline_level 関数のインライン展開を制御するオプションです。

下記の通り、パラメータの値により展開のレベルが変化します。

-Oinline_level=0 の場合：#pragma inline 指定した関数を含めて、すべてのインライン展開を抑止します。

-Oinline_level=1 の場合：#pragma inline 指定した関数のみ展開します。

-Oinline_level=2 の場合：自動的に展開対象の関数を判別して展開します。

-Oinline_level=3 の場合：コードサイズがなるべく増加しない範囲で、自動的に展開対象の関数を判別して

展開します。

但し、1～3 を指定した場合でも、関数の内容やコンパイル状況により、#pragma inline 指定した関数が展

開されない場合があります。尚、-Onothing を指定した場合、本オプションは無視されます。

関数のインライン展開を行うと、一般的にはコードサイズは増大しますが、実行速度は向上します。

C ソース

int val, x[1000], y[1000]; static void func1(void) { ++val; } #pragma inline func2 void func2(int a) { x[a] = x[a] + a; } void func3(int a) { if (a) { y[a] = a; } } void main(void) { int i; func2(val); func3(val); for (i = 0; i < 10; ++i) { func1(); } func2(val); func3(val); }

-Oinline_level=0 -Oinline_level=1 -Oinline_level=2 -Oinline_level=3 コードサイズ[バイト] 72 88 100 80 クロック数[クロック] 247 229 150 155

※-Oinline_level=2 の場合、-Oinline_size=200 を指定（コードサイズ 200%増加までインライン展開を行う)


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#pragma inline 指定の機能は、__inline 宣言と同一です。

#pragma noinline 指定をすると、指定した関数のインライン展開を抑止します。

#pragma inline in_func1 void in_func1(void) // インライン展開を行う { } __inline void in_func2(void) // インライン展開を行う { } #pragma noinline no_func // インライン展開を行わない void no_func(void) { }


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2.1.7 -Oinline_size コードサイズが何%増加するまで関数のインライン展開を行うか制御するオプションです。

パラメータに 100 を指定した場合、コードサイズが 100%増加するまでインライン展開します。

本オプションは-Oinline_level=2 を指定した場合に有効です。

関数のインライン展開を行うと、一般的にはコードサイズは増大しますが、実行速度は向上します。

C ソース

int x[10]; void func1(int a) { x[a] = x[a] * x[a]; } void func2(int a) { x[a] = x[a] * x[a] * x[a]; } void func3(int a) { x[a] = x[a] * x[a] * x[a] * x[a] * x[a] * x[a] * x[a] * x[a]; } void main(void) { int i; for (i = 0; i < 10; ++i) { func1(i); func2(i); func3(i); } }

-Oinline_size=0 -Oinline_size=100 -Oinline_size=200 -Oinline_level= 65535

コードサイズ[バイト] 107 126 135 165 クロック数[クロック] 988 922 742 612

※-Oinline_level=65535 はパラメータの最大値です


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2.1.8 -Opipeline【V1.03 以降】パイプライン最適化の有効/無効を切り替えるオプションです

-Opipeline=on と指定した場合は最適化が有効となり、-Opipeline=off と指定した場合は無効となります。

尚、-Onothing を指定した場合、本オプションは無視されます。

パイプライン最適化が有効である場合、コンパイラが命令を効率的に実行するための並び替えを行い、実

行速度が向上します。

C ソース

#define N 2 int a[N*N], b[N*N], c[N*N]; void main(void) { int i, j, k; for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { c[i*N+j] = 0; for (k = 0; k < N; k++) { int tmp = a[i*N+k] * b[k*N+j]; c[i*N+j] += ((tmp >> 2) & (~(0xffffffff << 4))) * ((tmp >> 5) & (~(0xffffffff << 7))); } } } }

-Opipeline=on -Opipeline=off コードサイズ[バイト] 197 197 クロック数[クロック] 279 283


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2.1.9 -Otail_call 関数末尾の関数呼び出しを br 命令に置き換える最適化を制御するオプションです。

-Otail_call=on と指定した場合は最適化が有効となり、-Otail_call=off と指定した場合は無効となります。

関数の末尾が関数呼び出しであり、かつ一定の条件を満たす場合に、その呼び出しに対して call 命令では

なく br 命令を生成して ret 命令を削除し、コードサイズが減少し実行速度が向上します。ただし、一部のデ

バッグ機能を使用することができなくなります。

C ソース

int a, b; void func(void) { a += 1;

} void main(void) { a += b;

func(); }

-Otail_call=on -Otail_call=off コードサイズ[バイト] 15 17 クロック数[クロック] 14 20


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2.1.10 -Omerge_files 複数ファイルをマージしてコンパイルする機能を有効にするオプションです。

本オプションを指定した場合、複数の C ソース・ファイルをマージしてコンパイルし、1 つのファイル

を出力します。本オプションを指定しない場合、C ソース・ファイルをマージせず、ファイル単位でコンパ

イルします。

C ソース[tp1.c]

extern long func(long x, long y, long z); long result; void main(void) { result = func(3, 4, 5); }

C ソース[tp2.c]

#pragma inline (func) long func(long x, long y, long z) { return (x - y + z); }

オプション指定オプション未指定コードサイズ[バイト] 196 217 クロック数[クロック] 10 55

※-Ointermodule 指定時。サイズはスタートアップを含みます。


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2.1.11 -Ointermodule 大域最適化を有効にするオプションです。

主に手続き間別名解析を利用した最適化や、パラメータ/戻り値の定数伝播を行います。

C ソース

static __near int func(int x, int y, int z) { return z - x - y; } int func2(void) { return func(3, 4, 8); }



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2.1.12 -Owhole_program 入力ファイルがプログラム全体であることを仮定した最適化を有効にするオプションです。

以下の条件を満たすことを前提にコンパイルを行い、条件を満たさなかった場合の動作は保証しません。

コンパイル対象ファイル内で定義した extern 変数の値およびアドレスが、コンパイル対象ファイル

以外で変更および参照されない。

コンパイル対象ファイル内からコンパイル対象ファイル以外で定義した関数を呼び出している場合、

その呼び出された関数からコンパイル対象ファイル内の関数が呼ばれることはない。

本オプションを指定した場合、 -Ointermodule オプションを指定したものとみなしてコンパイルを行いま

す。また入力 C ソース・ファイルが複数の場合、-Omerge_files オプションを指定したものとみなしてコン

パイルを行います。

C ソース[tp1.c]

extern const int c; extern int func(void); int result; void main(void) { result = c; result += func(); }

C ソース[tp2.c]

#pragma inline (func) const int c = 1; int x = 10; int *p; int func(void) { int i; for (i = 0; i < x; ++i) { (*p) += c; } return (*p); }


※サイズはスタートアップを含みます


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2.1.13 -Oalias ポインタ指示先の型を考慮した最適化を有効化するオプションです。

最適化を行うと、コードサイズや実行速度といったコード効率が改善します。但し、ISO/IEC 9899 に則っ

た C ソースでない場合、期待した値と異なる実行結果になる可能性があります。

パラメータには ansi と noansi を指定可能です。ansi を指定した場合、ISO/IEC 9899 に基づき、ポイン

タ指示先の型を考慮した最適化を行います。noansi を指定した場合、ISO/IEC 9899 に基づくポインタ指示先

の型を考慮しません。

一般に ansi を指定した場合は noansi を指定した場合よりもオブジェクト性能が向上しますが、異なる実

行結果になる場合があります。

C ソース

long a, b; short* ps; void main(void) { a = 1; *ps = 2; b = a + *ps; }

-Oalias=ansi -Oalias=noansi コードサイズ[バイト] 26 40 クロック数[クロック] 19 28


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2.1.14 -Osame_code【V1.02 以降】コンパイル単位の同一セクション内に存在する複数の同一命令列を統合し、関数化する最適化を制御する

オプションです。

-Osame_code=on と指定した場合は最適化が有効となり、-Osame_code=off と指定した場合は無効となりま

す。尚、-Onothing を指定した場合、本オプションは無視されます。

本最適化により関数呼び出しが増えて実行速度が低下しますが、コードサイズは減少します。

C ソース

volatile int value = 0; int v1; int v2; int v3; int v4; int v5; void func(void) { value += v1; value += v2; value += v3; value += v4; value += v5; } void main(void) { value += v1; value += v2; value += v3; value += v4; value += v5; func(); }

-Osame_code=on -Osame_code=off コードサイズ[バイト] 55 93 クロック数[クロック] 57 39


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2.1.15 -dbl_size double 型と long double 型の解釈を変更するオプションです。

パラメータには 4 もしくは 8 (-cpu=S3 指定時のみ)を指定可能です。

パラメータに 4 を指定した場合、double 型および long double 型を共に float 型とみなします。パラ

メータに 8 を指定した場合、double 型および long double 型を float 型として扱いません。

なお本オプションを指定しなかった場合、double 型および long double 型を共に float 型とみなします

（つまりパラメータに 4 を指定した場合と同じ動作となります）。

C ソース

double a, b; const double c = 11.0; void main(void) { a = a / b; b = b / c; }

-dbl_size=4 -dbl_size=8 コードサイズ[バイト] 66 121 クロック数[クロック] 132 257


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2.1.16 -signed_char signed も unsignedも付かない char 型を符号付きとして扱います。

本オプション未指定時は signed も unsignedも付かない char型を符号なしとして扱います。

C ソース

int func(char c) { if (c > 10) { c++; } return c; }



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2.1.17 -signed_bitfield signed も unsigned も付かない型のビットフィールドを符号付きとして扱います。

本オプション未指定時は signedも unsignedも付かない型のビットフィールドを符号なしとして扱いま

す。

C ソース

typedef struct T { int b1:3; int b2:3; int b3:16; }STB; STB stb; int i; unsigned int u; void func1(STB c) { i = c.b1; u = c.b2; }



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2.1.18 -switch switch文のコード出力方式を指定します。

-switch=ifelse を指定した場合、if_then方式で出力します。caseラベルの数が少ないときに有効です。

-switch=binary を指定した場合、バイナリ・サーチ形式で出力します。case ラベルが多いときに本項目

を選択すると、どの caseラベルも同じくらいの速さで分岐することができます。caseラベルが多い場合で

データサイズを小さくしたい場合に有効です。

-switch=abs_table を指定した場合、switch 文の case 分岐テーブルを用いる方式で出力します。テーブ

ルには各 caseラベル位置の絶対アドレスを登録します。case ラベルが多いほど ROMサイズが増大します

が、分岐の速度は一定です。データサイズが大きくてもよい場合に有効です。

-switch=rel_table を指定した場合、switch 文の case 分岐テーブルを用いる方式で出力します。テーブ

ルには分岐命令から各 case ラベル位置までの相対距離を登録します。-switch=abs_tableよりも ROMサイ

ズは小さくなりますが、相対距離が 64Kバイトを超える場合にはリンク・エラーとなります。caseラベル

が多い場合でテーブル分岐命令からのラベル位置までの相対距離が 64Kバイト以内の場合に有効です。

本オプション未指定時は、コンパイラが switch文ごとに最適な出力形式を自動的に選択します。

C ソース

long val = 0; void func(int val1) { switch (val1) { case 21: val += 10; break; case 22: val *= 10; break; case 23: val /= 4; break; case 24: val -= 12; break; default: val = -1; break; } } void main() { int i = 20; while (i < 25) { func(i); ++i; } }


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-switch

ifelse 指定 binary 指定 abs_table 指定 rel_table 指定コードサイズ [バイト]

120 130 121 126

ROM サイズ [バイト]

0 0 12 8

クロック数 [クロック]

189 205 225 217

※上記 C ソース例の場合 -switch 未指定では if_then 方式が選択されます


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2.1.19 -merge_string ソース・ファイル内で同じ文字列定数が複数存在する場合、これらをまとめて 1 つの領域に割り付けるこ

とで ROM サイズを削減できます。

C ソース

#include <string.h> long val = 0; char *a = "abcde"; char *b = "abcde"; void func(void) { if (strcmp(a, b) == 0) { val = 1; } }

オプション指定オプション未指定 ROM サイズ[バイト] 6 12


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2.1.20 -pack 構造体のパッキング(構造体メンバのアライメントを 1 にする)をします。

本オプションを指定した場合、構造体のメンバをその型でアライメントせず、1 バイトでのアライメント

に詰めてコード生成を行います。このため、ROM サイズは小さくなりますが、コードサイズと実行速度は

劣化します。

本オプション指定によって整列条件が 2 バイトから 1 バイトに変更となった構造体、共用体、または、そ

れらのメンバのアドレスを、標準ライブラリ関数の実引数として渡した場合、動作は保証しません。

本オプション指定によって整列条件が 2 バイトから 1 バイトに変更となった構造体、または共用体メンバ

のアドレスを、整列条件が 2 バイトである型のポインタに渡して間接参照をした場合、動作は保証しませ

ん。

C ソース

struct{ signed char a; signed long b; struct{ signed char c; signed long d; }f; }data, *stp; void func() { data.a = 1; data.b = 2; data.f.c = 5; data.f.d = 6; if (stp->b != stp->f.d) { data.b++; } }

オプション指定オプション未指定 ROM サイズ[バイト] 12 14 コードサイズ[バイト] 97 65 クロック数[クロック] 47 37

本機能は#pragma でも指定できます。オプションと#pragma の両方が指定された場合は、#pragma の指定

を優先します。


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struct s1 { char a; long b; // -pack指定時はアライメント 1、未指定時はアライメント 2 } data1; #pragma pack struct s2 { char a; long b; // オプション指定に関わらず常にアライメント 1 } data2; #pragma unpack struct s3 { char a; long b; // オプション指定に関わらず常にアライメント 2 } data3;


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2.1.21 -stack_protector/-stack_protector_all【Professional 版のみ】【V1.02 以降】関数の入口・出口にスタック破壊検出コードを生成します。

検出コードの分、コードサイズと実行速度が劣化します。

C ソース

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void f1() // スタックが破壊されるプログラムの例 { volatile char str[10]; int i; for (i = 0; i <= 9; i++) { str[i] = i; // i=10 の場合にスタックが破壊される } } void __stack_chk_fail(void) { printf("stack is broken!"); } void main() { f1(); }

-stack_protector 指定 -stack_protector_all 指定オプション未指定コードサイズ[バイト] 50 62 38 クロック数[クロック] 1075 1080 1073

本機能は#pragma でも指定できます。オプションと#pragma の両方が指定された場合は、#pragma の指定を

優先します。


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例) -stack_protector/-stack_protector_all 指定時

struct DATA { int a, b, c, d; }; struct DATA func1(void) // スタック破壊検出コードを生成する { struct DATA data = {0, 1, 2, 3}; return data; } #pragma no_stack_protector (func2) struct DATA func2(void) // スタック破壊検出コードを生成しない { struct DATA data = {0, 1, 2, 3}; return data; }

例) -stack_protector/-stack_protector_all 未指定時

struct DATA { int a, b, c, d; }; struct DATA func1(void) // スタック破壊検出コードを生成しない { struct DATA data = {0, 1, 2, 3}; return data; } #pragma stack_protector (func2) struct DATA func2(void) // スタック破壊検出コードを生成する { struct DATA data = {0, 1, 2, 3}; return data; }


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2.1.22 -control_flow_integrity【Professional 版のみ】【V1.06 以降】間接関数呼び出しに対して、呼び出し先関数のチェックを行います。

チェックのためのコードとデータが生成されるため、コードサイズ、ROM サイズ、実行速度が劣化しま

す。

C ソース

#include <stdlib.h> int glb; void __control_flow_chk_fail(void) { abort(); } void func1(void) // 関数リストに追加される { ++glb; } void func2(void) // 関数リストに追加されない { --glb; } void (*pf)(void) = func1; void main(void) { pf(); // func1 関数の間接呼び出し func2(); }

オプション指定オプション未指定コードサイズ[バイト] 72 60 ROM サイズ[バイト] 59 0 クロック数[クロック] 91 26

※コードサイズおよび ROM サイズはスタートアップを含みます。


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2.1.23 -unaligned_pointer_for_ca78k0r【V1.06 以降】ポインタ間接参照を 1 バイト単位でアクセスします。本オプションは、CA78K0R からのコンパイラ移行

支援が目的です。

本オプションを指定した場合、オブジェクト・サイズが大きくなり、実行速度が低下します。

C ソース

#include <stdlib.h> char c; int *glbp = &c; int func1(void) { return *glbp; } void main() { c = func1(); }



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2.2 アセンブル・オプション

○…改善する ×…劣化する △…改善することもあれば劣化することもある ―…変化しない


ROM サイズ

クロック数

備考

-goptimize ○ ○ －

本オプションを指定したファイル

は、リンク時のモジュール間最適

化の対象になります。リンク時の最適化については 2.3リンク・オプションを参照くださ

い。


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2.3 リンク・オプションリンカの最適化オプション指定によるコードサイズ・ROM サイズ・実行速度の影響を示します。コンパ

イル、アセンブル時に-goptimize を指定したファイルに対して最適化を行います。

-section_forbid で指定したセクションの最適化を抑止することができます。

また、-absolute_forbid で指定したアドレス＋サイズの範囲の最適化を抑止することができます。

○…改善する ×…劣化する △…改善することもあれば劣化することもある ―…変化しない


ROM サイズ

クロック数

備考

-optimize=symbol_delete ○ ○ － -optimize=branch ○ －－ ※コマンドラインから起動した場合、デフォルトでは全ての最適化を実行します。


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2.3.1 -optimize=symbol_delete 1 度も参照のない変数/関数を削除します。リンカの-entry で entry シンボルを指定してください。

-symbol_forbid で指定した変数/関数の削除を抑止することができます。

C ソース

int value1 = 0; int value2 = 0; void func1(void) { value1++; } void func2(void) { value2++; } void main(void) { func1(); }

オプション指定オプション未指定コードサイズ[バイト] 156 162 ROM サイズ[バイト] 144 146

※コードサイズおよび ROM サイズはスタートアップを含みます


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2.3.2 -optimize=branch プログラムの配置情報に基づいて、分岐命令サイズを最適化します。

C ソース

extern void sub(void); void main(void) { sub(); sub(); sub(); sub(); sub(); }

オプション指定オプション未指定コードサイズ[バイト] 168 176

※コードサイズはスタートアップを含みます


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3. 拡張言語拡張言語によるコードサイズ・ROM サイズ・実行速度への影響を示します。

3.1 予約語

○…改善する ×…劣化する △…状況に依存する ―…変化しない

予約語コード

サイズ ROM サイズクロック

数備考

__saddr ○ － ○ __callt ○ × ×

__near __far

△ △ △

配置領域によって変化します。呼び出し頻度が高い関数、変数

は near 領域に配置すると効果

的です。


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3.1.1 __saddr __saddr 宣言された外部変数を saddr 領域に割り当てます。

初期値あり変数はセクション.sdata に配置します。

初期値なし変数はセクション.sbss に配置します。

使用頻度の高い外部変数および関数内 static 変数は、saddr 領域に割り当てることでオブジェクト性能が向

上します。特に、1 ビットのビットフィールドを saddr 領域に割り当てると効果が大きくなる傾向にありま

す。

変更前変更後 Cソース typedef struct { unsigned char b0:1; unsigned char b1:1; unsigned char b2:1; unsigned char b3:1; unsigned char b4:1; unsigned char b5:1; unsigned char b6:1; unsigned char b7:1; } BITF; BITF data0, data1; void func(void) { data0.b4 = data1.b1; }

Cソース typedef struct { unsigned char b0:1; unsigned char b1:1; unsigned char b2:1; unsigned char b3:1; unsigned char b4:1; unsigned char b5:1; unsigned char b6:1; unsigned char b7:1; } BITF; __saddr BITF data0, data1; void func(void) { data0.b4 = data1.b1; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw hl, #LOWW(_data1) mov1 CY, [hl].1 movw hl, #LOWW(_data0) mov1 [hl].4, CY ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 mov1 CY, _data1.1 mov1 _data0.4, CY ret

コードサイズ:11バイトクロック数:13クロック


本機能は#pragma saddr でも指定できます。__near/__far の宣言よりも#pragma の指定を優先します。

#pragma saddr value int __far value; // saddr領域に配置


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3.1.2 __callt __callt 宣言された関数(callt 関数)は、callt 命令で呼び出します。callt 関数は__near 指定となり、アドレス

参照は必ず near ポインタを返します。

callt テーブル領域[ 80H -BFH ] にコールする関数のアドレスを格納し、通常のコール命令(call 命令)よりも

小さいサイズで関数をコールすることが可能です。

関数アドレスのテーブルを生成するため、ROM サイズは増加します。また、callt 命令は call 命令よりも

実行クロック数が多いため、実行速度は劣化します。

変更前変更後 Cソース #pragma noinline sub void sub(void) { } void func(void) { sub(); sub(); sub(); sub(); sub(); }

Cソース #pragma noinline sub __callt void sub(void) { } void func(void) { sub(); sub(); sub(); sub(); sub(); }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 call $!_sub call $!_sub call $!_sub call $!_sub br $_sub

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 callt [@_sub] callt [@_sub] callt [@_sub] callt [@_sub] br !_sub .SECTION .callt0,CALLT0 (※) @_sub: .DB2 _sub


コードサイズ:11バイトクロック数:53クロック ※関数アドレスのテーブル生成のため、 ROMサイズは増加(+2バイト)

本機能は#pragma callt でも指定できます。

#pragma callt sub void sub(void) // callt関数 { }


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3.1.3 __near/__far 関数、変数の宣言時に__near/__far 型修飾子を追加することにより、関数、変数の配置場所を明示的に指

定することができます。領域のサイズは far 領域の方が大きいですが、関数呼出しのコードサイズ、データ

アクセスのコードサイズも大きくなります。呼び出し頻度が高い関数、変数は near 領域に配置するとコー

ドサイズを削減できます。

far 領域配置 near 領域配置 Cソース #pragma noinline sub void __far sub(void) { } int __far value; void func(void) { sub(); value += 10; }

Cソース #pragma noinline sub void __near sub(void) { } int __near value; void func(void) { sub(); value += 10; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 call $!_sub mov es, #LOW(HIGHW(_value)) movw ax, #0x000A addw ax, es:!LOWW(_value) movw es:!LOWW(_value), ax ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 call !_sub movw ax, #0x000A addw ax, !LOWW(_value) movw !LOWW(_value), ax ret



関数の配置場所は#pragma near/#pragma far でも指定できます。(V1.05 以降)

__near/__far/__callt の宣言よりも#pragma の指定を優先します。

#pragma near func1 void __far func1(void) // near領域に配置 { }

__near/__far 型修飾子を付けない宣言はメモリ・モデルにより決定するデフォルトの near/far 属性に従いま

す。near/far 属性の決定方法を以下に示します。

項目 near/far 属性の決定方法 (a) -cpu デフォルトのメモリ・モデルを決める。 (b) -memory_model (a)で決めたメモリ・モデルを上書きする。 (c) -far_rom ROM データのみを far 属性で上書きする。 (d) __near/__far (a)～(c)の影響を受けない。修飾子記述が有効になる。 (e) #pragma near

#pragma far (a)～(d)の影響を受けない。#pragma 記述が有効になる。


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3.2 #pragma 指令


#pragma 指令コード

サイズ ROM サイズクロック

数備考

#pragma interrupt #pragma interrupt_brk △ △ △

割り込み仕様を変更すること

で、割り込み関数の性能が改善

する場合があります。


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3.2.1 #pragma interrupt/interrupt_brk 割り込み関数となる関数を宣言します。割り込み仕様を変更することで、割り込み関数の速度・サイズは

変化します。

割り込み仕様形式内容

レジスタ・バンク指定 bank レジスタ・バンクを変更し、汎用レジスタをスタックに

退避しません。ただし、ES と CS はスタックに退避し

ます。多重割り込み許可指定 enable 関数入口に EI を生成し、多重割り込みを可能とします。

C ソース

#pragma interrupt_brk func void func(void) { sub(1, 2, 3); }

この C ソースに対して割り込み仕様を指定しない場合と、割り込み仕様を指定した場合を比較すると次の

表の通りになります。

未指定 bank=RB0 enable コードサイズ[バイト] 32 26 35 クロック数[クロック] 35 28 39


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4. 変数／関数情報ファイルの利用変数／関数情報ファイルは、C ソース・ファイル中で定義された変数、および関数に対して、saddr 変数

や callt 関数の宣言を記述したテキスト形式のファイルです。

参照頻度の高い変数を saddr 変数、参照頻度の高い関数を callt 関数にすることでコードサイズを削減しま

す。

[使用方法]

最初に、リンカの-vfinfo オプションを指定して変数／関数情報ファイルを出力してください。

変数／関数情報ファイルを次のいずれかの方法でコンパイル時にインクルードしてください。

・コンパイラの-preinclude オプションで指定する

・各 C ソース・ファイルに#include でインクルードする

C ソース

int value1; int value2; void func1(void) { value1 += 100; } void func2(void) { value1 += 100; } void sub(void) { func1(); func1(); func1(); func1(); func1(); } void main(void) { sub(); }


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変数／関数情報ファイル出力

/* RENESAS OPTIMIZING LINKER GENERATED FILE xxxx.xx.xx */ /*** variable information ***/ #pragma saddr value1 /* count:4,size:2,near,VFINFO.obj */ /* #pragma saddr value2 */ /* count:0,size:2,near,unref,VFINFO.obj */ ※ /*** function information ***/ #pragma callt func1 /* count:5,far,VFINFO.obj */ #pragma callt main /* count:1,far,VFINFO.obj */ #pragma callt sub /* count:1,far,VFINFO.obj */ /* #pragma callt func2 */ /* count:0,far,unref,VFINFO.obj */ ※

※変数 value2 と関数 func2 は参照が無いのでコメントアウトで出力(saddr 変数、callt 関数にならない)

callt 関数呼び出しは、コードサイズが小さくなりますが実行速度は遅くなります。実行速度も優先する場

合は near 関数に置き換えるのがよいです。-vfinfo(near)と指定すると、near 関数として出力することができ

ます。

変数／関数情報ファイル使用変数／関数情報

ファイル未使用 -vfinfo(near) -vfinfo コードサイズ[バイト] 187 182 191 ROM サイズ[バイト] 142 148 142 クロック数[クロック] 63 73 63

※サイズはスタートアップを含みます。


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5. コーディングテクニック本章では、ユーザプログラムのコーディング方法によりコードサイズ・ROM サイズ・実行速度を改善す

る方法を説明します。


項目コードサイズ

ROM サイズ

クロック数

備考

変数と const 型－ ○ －局所変数と大域変数 ○ ○ ○ ビットフィールドの割り付け ○ － ○ 関数のインタフェース ○ － ○ ループ回数の削減 × － ○ テーブルの活用 ○ × ○ 分岐－－ ○ インライン展開 △ － ○ 条件分岐先の同一文は分岐前に移動する ○ － ○ 複雑な if 文を論理的に等しいものに置き

換える ○ － ○

変数のサイズ ○ △ ○ switch 文の共通な case の処理をまとめる ○ － ○ for ループを do while ループに置き換える ○ － ○ 2 のべき乗の除算はシフト演算に置き換

える ○ － ○

2 ビット以上のビットフィールドは char型に変更する ○ × ○

構造体のアライメント－ ○ －


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5.1 変数と const 型値を変更しない変数は、const 修飾で宣言してください。

大域変数を宣言と同時に初期化するプログラムを書くと、初期値は ROM に、大域変数は RAM にそれぞ

れ配置されます。大域変数の初期化は、プログラムの開始時に ROM から RAM に初期値を転送することに

より実現されています。初期値のある変数を const 修飾しておくと、変数を書き換えるおそれがなくなるた

め、コンパイラは RAM を確保しません。その結果、RAM を節約することができ、ROM から RAM への転

送処理も省略することができます。

また、初期値は変更しない、というルールでプログラムを作成すると、ROM 化が容易になります。

変更前変更後 Cソース char a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

Cソース const char a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

ROMサイズ:5バイト RAMサイズ:5バイト

ROMサイズ:5バイト RAMサイズ:0バイト


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5.2 局所変数と大域変数一時変数、ループのカウンタなど、局所的に用いる変数は、関数の中で局所変数として宣言すると実行速

度が向上します。

局所変数として使用できるものは、大域変数として宣言しないで必ず局所変数として宣言してください。

大域変数は、関数呼び出しやポインタ操作によって値が変化してしまう可能性があるため、最適化が掛りに

くくなります。

変更前変更後 Cソース int tmp; void func(int* a, int* b) { tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; }

Cソース void func(int* a, int* b) { int tmp; tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 movw de, ax push bc pop hl movw ax, [de] movw !LOWW(_tmp), ax movw ax, [hl] movw [de], ax movw ax, !LOWW(_tmp) movw [hl], ax ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 movw de, ax push bc pop hl movw ax, [de] movw bc, ax movw ax, [hl] movw [de], ax movw ax, bc movw [hl], ax ret




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5.3 ビットフィールドの割り付けビットフィールドで、連続して値を設定するものは、同じ構造体内に割り付けるようにしてください。

異なる構造体内にあるビットフィールドのメンバを設定するためには、構造体ごとに分けてアクセスしな

ければなりません。関連するビットフィールドを同じ構造体内にまとめて割り付けることによって、このア

クセスを一度で済ませることができます。

以下は同じ構造体に関連するビットフィールドを割り付けることによってサイズが改善する例です。

変更前変更後 Cソース struct str { int flag1:1; } b1, b2, b3; void func(void) { b1.flag1 = 1; b2.flag1 = 1; b3.flag1 = 1; }

Cソース struct str { int flag1:1; int flag2:1; int flag3:1; } a1; void func(void) { a1.flag1 = 1; a1.flag2 = 1; a1.flag3 = 1; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 set1 !LOWW(_b1).0 set1 !LOWW(_b2).0 set1 !LOWW(_b3).0 ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 mov a, #0x07 or a, !LOWW(_a1) mov !LOWW(_a1), a ret




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5.4 関数のインタフェース関数の引数を工夫することにより RAM 容量を削減でき、実行速度も向上できます。

引数がすべてレジスタに割り付くように引数の数を厳選してください。引数が多い場合は、構造体にして

ポインタで渡してください。もし、構造体のポインタではなく、構造体そのものを受け渡すとレジスタに乗

らない場合があります。引数がレジスタに乗れば、呼び出し、関数の出入り口の処理が簡単になります。ま

た、スタック領域も節約できます。

関数のインタフェース仕様は、コンパイラユーザーズマニュアルに記載されています。

変更前変更後 Cソース struct str { char a; char b; char c; char d; char e; char f; char g; char h; } arg; void func(char a, char b, char c, char d, char e, char f, char g, char h){} void call_func(void) { func(arg.a, arg.b, arg.c, arg.d, arg.e, arg.f, arg.g, arg.h); }

Cソース struct str { char a; char b; char c; char d; char e; char f; char g; char h; } arg; void func(struct str* str_arg){} void call_func(void) { func(&arg); }

アセンブリ展開コード _call_func: .STACK _call_func = 8 mov a, !LOWW(_arg+0x00007) shrw ax, 8+0x00000 push ax mov a, !LOWW(_arg+0x00006) shrw ax, 8+0x00000 push ax mov a, !LOWW(_arg+0x00005) mov d, a mov a, !LOWW(_arg+0x00004) mov e, a mov b, !LOWW(_arg+0x00003) mov c, !LOWW(_arg+0x00002) mov x, !LOWW(_arg+0x00001) mov a, !LOWW(_arg) call $!_func addw sp, #0x04 ret

アセンブリ展開コード _call_func: .STACK _call_func = 4 movw ax, #LOWW(_arg) br $_func




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5.5 ループ回数の削減ループを展開すると、実行速度は大幅に向上します。

ループの展開は特に内側のループが有効です。ループの展開によりプログラムサイズは増大するので、プ

ログラムサイズを犠牲にしても実行速度を向上させたい場合に適用してください。

変更前変更後 Cソース int a[100]; void func(void) { int i; for (i = 0; i < 100; i++) { a[i] = 0; } }

Cソース int a[100]; void func(void) { int i; for (i = 0; i < 100; i += 2) { a[i] = 0; a[i+1] = 0; } }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw de, #LOWW(_a) movw bc, #0x0064 .BB@LABEL@1_1: ; bb clrw ax movw [de], ax movw ax, bc addw ax, #0xFFFF movw bc, ax incw de incw de bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; return ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 push hl movw ax, #LOWW(_a) movw [sp+0x00], ax movw hl, #0x0032 .BB@LABEL@1_1: ; bb pop de push de clrw bc movw ax, bc movw [de], ax movw ax, de incw ax incw ax movw de, ax movw ax, bc movw [de], ax movw ax, [sp+0x00] addw ax, #0x0004 movw [sp+0x00], ax movw ax, hl addw ax, #0xFFFF movw hl, ax bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; return pop hl ret




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5.6 テーブルの活用 switch 文による分岐の代わりにテーブルを用いることで実行速度を向上できます。

switch 文の各 case の処理がほぼ同じ場合は、テーブルを使用できないか検討してください。

以下の例では、変数 i の値により変数 ch に代入する文字定数を変えます。

変更前変更後 Cソース char func(int i) { char ch; switch (i) { case 0: ch = 'a'; break; case 1: ch = 'x'; break; case 2: ch = 'b'; break; default: ch = 0; break; } return (ch); }

Cソース const char chbuf[] = {'a', 'x', 'b'}; char func(int i) { if ((unsigned int)i < 3) { return (chbuf[i]); } return (0); }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 cmpw ax, #0x0000 bz $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_1: ; entry addw ax, #0xFFFF bz $.BB@LABEL@1_5 .BB@LABEL@1_2: ; entry cmpw ax, #0x0001 bz $.BB@LABEL@1_6 .BB@LABEL@1_3: ; switch_clause_bb5 clrb a ret .BB@LABEL@1_4: ; switch_break_bb mov a, #0x61 ret .BB@LABEL@1_5: ; switch_clause_bb3 mov a, #0x78 ret .BB@LABEL@1_6: ; switch_clause_bb4 mov a, #0x62 ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 cmpw ax, #0x0003 bnc $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; if_then_bb movw bc, ax mov a, SMRLW(_chbuf)[bc] ret .BB@LABEL@1_2: ; bb10 clrb a ret




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5.7 分岐分岐するケースの位置を変更することで実行速度が向上します。else if 文のように上から順に比較をする

場合、場合分けが増えると末端のケースの実行速度は低下します。頻繁に分岐するケースは先頭近くに配置

してください。

変更前変更後 Cソース int func(int a) { if (a == 1) { a = 2; } else if (a == 2) { a = 4; } else if (a == 3) { a = 8; } else { a = 0; } return (a); }

Cソース int func(int a) { if (a == 3) { a = 8; } else if (a == 2) { a = 4; } else if (a == 1) { a = 2; } else { a = 0; } return (a); }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 cmpw ax, #0x0001 bnz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; entry.if_break_bb17_crit_edge onew ax incw ax br $.BB@LABEL@1_7 .BB@LABEL@1_2: ; if_else_bb cmpw ax, #0x0002 bnz $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_3: ; if_else_bb.if_break_bb17_crit_edge movw ax, #0x0004 br $.BB@LABEL@1_7 .BB@LABEL@1_4: ; if_else_bb9 cmpw ax, #0x0003 oneb a skz .BB@LABEL@1_5: ; if_else_bb9 clrb a .BB@LABEL@1_6: ; if_else_bb9 mov x, #0x08 mulu x .BB@LABEL@1_7: ; if_break_bb17 ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 cmpw ax, #0x0003 bnz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; entry.if_break_bb17_crit_edge movw ax, #0x0008 br $.BB@LABEL@1_7 .BB@LABEL@1_2: ; if_else_bb cmpw ax, #0x0002 bnz $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_3: ; if_else_bb.if_break_bb17_crit_edge movw ax, #0x0004 br $.BB@LABEL@1_7 .BB@LABEL@1_4: ; if_else_bb9 cmpw ax, #0x0001 oneb a skz .BB@LABEL@1_5: ; if_else_bb9 clrb a .BB@LABEL@1_6: ; if_else_bb9 mov x, #0x02 mulu x .BB@LABEL@1_7: ; if_break_bb17 ret

クロック数:26クロック (a=3の場合)

クロック数:17クロック (a=3の場合)


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5.8 インライン展開頻繁に呼び出される関数をインライン展開すると実行速度を向上できます。#pragma inline でインライン展

開する関数を指定することができます。一方、インライン展開をした場合、一般的にはプログラムサイズが

増大する傾向にあります。

インライン展開する関数が他のソース・ファイルから参照されていない場合、static 関数にしておくと関

数本体のコードが削除されコードサイズが小さくなる可能性があります。

変更前変更後 Cソース int x[10], y[10]; static void sub(int *a, int *b, int i) { int temp; temp = a[i]; a[i] = b[i]; b[i] = temp; } void func() { int i; for (i = 0; i < 10; i++) { sub(x, y, i); } }

Cソース int x[10], y[10]; #pragma inline (sub) static void sub(int *a, int *b, int i) { int temp; temp = a[i]; a[i] = b[i]; b[i] = temp; } void func() { int i; for (i = 0; i < 10; i++) { sub(x, y, i); } }


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アセンブリ展開コード _sub@1: .STACK _sub@1 = 8 push ax push bc pop hl movw ax, de addw ax, ax movw bc, ax movw ax, hl addw ax, bc movw de, ax movw ax, [sp+0x00] addw ax, bc movw hl, ax movw ax, [hl] movw bc, ax movw ax, [de] movw [hl], ax movw ax, bc movw [de], ax pop hl ret _func: .STACK _func = 6 push hl clrw ax movw [sp+0x00], ax .BB@LABEL@2_1: ; bb movw de, ax movw bc, #LOWW(_y) movw ax, #LOWW(_x) call $!_sub@1 movw ax, [sp+0x00] incw ax movw [sp+0x00], ax cmpw ax, #0x000A bnz $.BB@LABEL@2_1 .BB@LABEL@2_2: ; return pop hl ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 push hl movw de, #LOWW(_y) movw bc, #0x000A movw hl, #LOWW(_x) .BB@LABEL@1_1: ; bb movw ax, [hl] movw [sp+0x00], ax movw ax, [de] movw [hl], ax movw ax, [sp+0x00] movw [de], ax movw ax, bc addw ax, #0xFFFF movw bc, ax incw de incw de incw hl incw hl bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; return pop hl ret

コードサイズ:26バイトクロック数:411クロック (-Oinline_level=1指定時)

コードサイズ:31バイトクロック数:183クロック (-Oinline_level=1指定時)

#pragma inline はインライン展開されることを保証するものではありません。-Oinline_level の指定と、関

数の内容やコンパイル状況によりインライン展開されない場合があります。


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5.9 条件分岐先の同一文は分岐前に移動する条件分岐の各々の分岐先に同一の文がある場合、条件分岐の前に移動して 1 箇所にまとめてください。

変更前変更後 Cソース int s; int func(int a, int b, int c) { return (a + b + c); } int call_func(int x) { if (x >= 0) { if (x > func(0, 1, 2)) { s++; } } else { if (x < -func(0, 1, 2)) { s--; } } return 0; }

Cソース int s; int func(int a, int b, int c) { return (a + b + c); } int call_func(int x) { int tmp = func(0, 1, 2); if (x >= 0) { if (x > tmp) { s++; } } else { if (x < -tmp) { s--; } } return 0; }


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アセンブリ展開コード _call_func: .STACK _call_func = 6 push ax bt a.7, $.BB@LABEL@2_5 .BB@LABEL@2_1: ; if_then_bb movw de, #0x0002 onew bc clrw ax call $!_func movw bc, ax movw ax, [sp+0x00] xor a, #0x80 movw [sp+0x00], ax xchw ax, bc xor a, #0x80 cmpw ax, bc bnc $.BB@LABEL@2_3 .BB@LABEL@2_2: ; if_then_bb9 incw !LOWW(_s) br $.BB@LABEL@2_5 .BB@LABEL@2_3: ; if_else_bb movw de, #0x0002 onew bc clrw ax call $!_func movw bc, ax clrw ax subw ax, bc xor a, #0x80 movw bc, ax movw ax, [sp+0x00] cmpw ax, bc sknc .BB@LABEL@2_4: ; if_then_bb18 decw !LOWW(_s) .BB@LABEL@2_5: ; if_break_bb22 clrw ax pop hl ret

アセンブリ展開コード _call_func: .STACK _call_func = 6 push ax movw de, #0x0002 onew bc clrw ax call $!_func movw bc, ax movw ax, [sp+0x00] bt a.7, $.BB@LABEL@2_5 .BB@LABEL@2_1: ; if_then_bb xor a, #0x80 movw de, ax movw ax, bc xor a, #0x80 cmpw ax, de bnc $.BB@LABEL@2_3 .BB@LABEL@2_2: ; if_then_bb12 incw !LOWW(_s) br $.BB@LABEL@2_5 .BB@LABEL@2_3: ; if_else_bb clrw ax subw ax, bc xor a, #0x80 movw bc, ax movw ax, de cmpw ax, bc sknc .BB@LABEL@2_4: ; if_then_bb21 decw !LOWW(_s) .BB@LABEL@2_5: ; if_break_bb25 clrw ax pop hl ret




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5.10 複雑な if 文を論理的に等しいものに置き換える if 文の条件式が複雑である場合、等しい意味の簡単な式に置き換えてください。

変更前変更後 Cソース int x; int func(int s, int t) { s &= 1; t &= 1; if (!s) { if (t) { x = 1; } } else { if (!t) { x = 1; } } return 0; }

Cソース int x; int func(int s, int t) { s &= 1; t &= 1; if (! (s ^ t)) { x = 1; } return 0; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw de, ax mov a, c and a, #0x01 mov x, a mov a, e bt a.0, $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; bb10.thread cmp0 x bnz $.BB@LABEL@1_3 br $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_2: ; if_else_bb cmp0 x bnz $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_3: ; if_then_bb28 onew ax movw !LOWW(_x), ax .BB@LABEL@1_4: ; if_break_bb30 clrw ax ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 xor a, b xch a, x xor a, c xch a, x mov a, x bt a.0, $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; if_then_bb onew ax movw !LOWW(_x), ax .BB@LABEL@1_2: ; if_break_bb clrw ax ret




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5.11 変数の型変数は可能な限り小さいサイズの型を使用してください。RL78 ファミリが小さいサイズの型を得意とし

たデバイスであるためです。

注意：型を変更することで、変数や演算結果が取り得る値の範囲が変わります。型を変更する場合はプログ

ラムの動作に影響が無いように注意してください。

変更前変更後 Cソース int func(int a, int b, int c) { int t = a + b; return (t >> c); }

Cソース char func(char a, char b, char c) { char t = a + b; return (t >> c); }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 push hl movw hl, ax movw ax, de clrb a mov a, x mov [sp+0x00], a movw ax, hl addw ax, bc movw bc, ax mov a, [sp+0x00] xchw ax, bc cmp0 b bz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; entry sarw ax, 0x01 dec b bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; entry pop hl ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 add x, a mov a, x shrw ax, 8+0x00000 cmp0 c bz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; entry shrw ax, 0x01 dec c bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; entry mov a, x ret




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尚、配列の要素に変数を記述する場合、アドレス計算時に int 拡張することがあるため、16bit の型を用い

た方が出力コードは改善する場合があります。

変更前変更後 Cソース char array[100]; char index = 10; char func(void) { return array[index-2]; }

Cソース char array[100]; int index = 10; char func(void) { return array[index-2]; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 mov a, !LOWW(_index) shrw ax, 8+0x00000 addw ax, #LOWW(_array+0x0FFFE) movw de, ax mov a, [de] ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw ax, #LOWW(_array+0x0FFFE) addw ax, !LOWW(_index) movw de, ax mov a, [de] ret




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for 文のループカウンタなど比較演算を伴う場合、変数の取り得る値が 0 以上であることが分かっている

ならば、unsigned 型を用いてください。RL78 ファミリの比較演算命令は符号無しで比較するためです。

変更前変更後 Cソース int value; void func(int num) { int i; for (i = 0; i < num; i++) { value += 10; } }

Cソース int value; void func(unsigned int num) { unsigned int i; for (i = 0; i < num; i++) { value += 10; } }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw de, ax clrw bc .BB@LABEL@1_1: ; bb6 movw ax, de xor a, #0x80 movw hl, ax movw ax, bc xor a, #0x80 cmpw ax, hl bnc $.BB@LABEL@1_3 .BB@LABEL@1_2: ; bb movw ax, #0x000A addw ax, !LOWW(_value) movw !LOWW(_value), ax incw bc br $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_3: ; return ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw bc, ax clrw ax .BB@LABEL@1_1: ; entry movw de, ax .BB@LABEL@1_2: ; bb6 cmpw ax, bc bz $.BB@LABEL@1_4 .BB@LABEL@1_3: ; bb movw ax, #0x000A addw ax, !LOWW(_value) movw !LOWW(_value), ax movw ax, de incw ax br $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_4: ; return ret




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5.12 switch 文の共通な case の処理をまとめる複数の case ラベルの分岐先の処理が同一である場合、case ラベルを移動して処理を 1 箇所にまとめてく

ださい。

変更前変更後 Cソース void func(void) { switch(x) { case 0: dummy1(); break; case 1: dummy1(); break; case 2: dummy1(); break; case 3: dummy2(); break; case 4: dummy2(); break; default: break; } }

Cソース void func(void) { switch(x) { case 0: case 1: case 2: dummy1(); break; case 3: case 4: dummy2(); break; default: break; } }


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アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw ax, !LOWW(_x) cmpw ax, #0x0000 bz $.BB@LABEL@3_6 .BB@LABEL@3_1: ; entry addw ax, #0xFFFF bz $.BB@LABEL@3_6 .BB@LABEL@3_2: ; entry addw ax, #0xFFFF bz $.BB@LABEL@3_6 .BB@LABEL@3_3: ; entry addw ax, #0xFFFF bz $.BB@LABEL@3_7 .BB@LABEL@3_4: ; entry cmpw ax, #0x0001 bz $.BB@LABEL@3_7 .BB@LABEL@3_5: ; return ret .BB@LABEL@3_6: ; switch_clause_bb2 br $_dummy1 .BB@LABEL@3_7: ; switch_clause_bb4 br $_dummy2

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw ax, !LOWW(_x) cmpw ax, #0x0003 bc $.BB@LABEL@3_3 .BB@LABEL@3_1: ; entry addw ax, #0xFFFD cmpw ax, #0x0002 bc $.BB@LABEL@3_4 .BB@LABEL@3_2: ; return ret .BB@LABEL@3_3: ; switch_clause_bb br $_dummy1 .BB@LABEL@3_4: ; switch_clause_bb1 br $_dummy2




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5.13 for ループを do while ループに置き換える 1 回以上ループを実行することが分かっている for 文の場合、do while 文に置き換えることでコードサイ

ズが小さくなる可能性があります。また、条件式を等価比較に置き換えることでもコードサイズが小さくな

る可能性があります。

変更前変更後 Cソース int array[10][10]; void func(int nsize, int msize) { int i; int *p; int s; p = &array[0][0]; s = nsize * msize; for (i = 0; i < s; i++) { *p++ = 0; } }

Cソース int array[10][10]; void func(int nsize, int msize) { int i; int *p; int s; p = &array[0][0]; s = nsize * msize; i = 0; do { *p++ = 0; i++; } while (i != s); }


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アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 8 push hl push bc pop de movw bc, ax movw ax, de mulh movw [sp+0x00], ax clrw bc movw de, #LOWW(_array) .BB@LABEL@1_1: ; bb13 xor a, #0x80 movw hl, ax movw ax, bc xor a, #0x80 cmpw ax, hl bnc $.BB@LABEL@1_3 .BB@LABEL@1_2: ; bb clrw ax movw [de], ax incw de incw de incw bc movw ax, [sp+0x00] br $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_3: ; return pop hl ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 6 push bc pop de movw bc, ax movw ax, de mulh movw bc, ax movw de, #LOWW(_array) .BB@LABEL@1_1: ; bb clrw ax movw [de], ax movw ax, bc addw ax, #0xFFFF movw bc, ax incw de incw de bnz $.BB@LABEL@1_1 .BB@LABEL@1_2: ; return ret




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5.14 2 のべき乗の除算はシフト演算に置き換える除算の除数が 2 のべき乗である場合は、除算をシフト演算に置き換えてください。

変更前変更後 Cソース int s; void func(void) { s = s / 2; }

Cソース int s; void func(void) { s = s >> 1; }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw ax, !LOWW(_s) onew bc incw bc call !!__COM_sidiv movw !LOWW(_s), ax ret

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 movw ax, !LOWW(_s) sarw ax, 0x01 movw !LOWW(_s), ax ret




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5.15 2 ビット以上のビットフィールドは char 型に変更するビットフィールドのメンバのサイズが 2 ビット以上の場合は、ビットフィールドは使用せずに char 型に

変更してください。ただし、ROM サイズは増加します。

変更前変更後 Cソース struct { unsigned char b0:1; unsigned char b1:2; } dw; unsigned char dummy; int func(void) { if (dw.b1) { dummy++; } return (0); }

Cソース struct { unsigned char b0:1; unsigned char b1; } dw; unsigned char dummy; int func(void) { if (dw.b1) { dummy++; } return (0); }

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 mov a, #0x06 and a, !LOWW(_dw) bnz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; if_break_bb clrw ax ret .BB@LABEL@1_2: ; if_then_bb inc !LOWW(_dummy) br $.BB@LABEL@1_1

アセンブリ展開コード _func: .STACK _func = 4 cmp0 !LOWW(_dw+0x00001) bnz $.BB@LABEL@1_2 .BB@LABEL@1_1: ; if_break_bb clrw ax ret .BB@LABEL@1_2: ; if_then_bb inc !LOWW(_dummy) br $.BB@LABEL@1_1

コードサイズ:13バイトクロック数:11クロック ROMサイズ:1バイト

コードサイズ:12バイトクロック数:10クロック ROMサイズ:2バイト


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5.16 構造体のアライメント構造体を定義する際には、アライメントを意識してメンバを宣言してください。アライメントとは、変数

を効率よくアクセスするために、変数の配置アドレスに制約を設けることです。

例えば、long 型のアライメント数は 2 バイトであり、long 型の変数は 2 の倍数アドレスに配置する必要が

あります。構造体変数では、メンバと構造体変数の両方にアライメントが設定されます。メンバのアライメ

ント数は、メンバでない変数のアライメント数と同じです。構造体変数のアライメント数は、メンバのアラ

イメント数の最大値です。構造体変数の中のメンバを隙間なく配置するとアライメントに違反してしまう場

合、隙間を作って配置アドレスを調整します。この隙間のことをパディングと言います。また、構造体変数

のサイズがアライメント数の倍数でない場合もパディングが生じます。パディングが増えるとメモリの利用

効率が下がってしまいます。

変更前変更後 Cソース // 最大メンバが long型の為、 // アライメント数は 2byte struct str { char c1; // 1byte // パディング分 1byte long l1; // 4byte char c2; // 1byte char c3; // 1byte char c4; // 1byte // パディング分 1byte } str1;

Cソース // 最大メンバが long型の為、 // アライメント数は 2byte struct str { char c1; // 1byte char c2; // 1byte char c3; // 1byte char c4; // 1byte long l1; // 4byte } str1;

アセンブリ展開コード _str1: .DS (10)

アセンブリ展開コード _str1: .DS (8)

RAMサイズ:10バイト RAMサイズ:8バイト


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計、誤動作防止設計等の安全設計およびエージング処理等、お客様の機器・システムとしての出荷保証を行ってください。特に、マイコンソフトウェアは、単独

での検証は困難なため、お客様の機器・システムとしての安全検証をお客様の責任で行ってください。

8. 当社製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず当社営業窓口までお問合せください。ご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制するRoHS

指令等、適用される環境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようご使用ください。かかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、当社

は、一切その責任を負いません。

9. 当社製品および技術を国内外の法令および規則により製造・使用・販売を禁止されている機器・システムに使用することはできません。当社製品および技術を輸

出、販売または移転等する場合は、「外国為替及び外国貿易法」その他日本国および適用される外国の輸出管理関連法規を遵守し、それらの定めるところに従い

必要な手続きを行ってください。

10. お客様が当社製品を第三者に転売等される場合には、事前に当該第三者に対して、本ご注意書き記載の諸条件を通知する責任を負うものといたします。

11. 本資料の全部または一部を当社の文書による事前の承諾を得ることなく転載または複製することを禁じます。

12. 本資料に記載されている内容または当社製品についてご不明な点がございましたら、当社の営業担当者までお問合せください。

注1. 本資料において使用されている「当社」とは、ルネサスエレクトロニクス株式会社およびルネサスエレクトロニクス株式会社が直接的、間接的に支配する会

社をいいます。

注2. 本資料において使用されている「当社製品」とは、注1において定義された当社の開発、製造製品をいいます。

(Rev.4.0-1 2017.11)

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ファミリ用 C コンパイラパッケージ(CC-RL) - …アプリケーションノート R20AN0529JJ0100 Rev.1.0 Page 1 of 69 2018.11.26 RL78 ファミリ用C コンパイラパッケージ(CC-RL)